家電遠程控制系統(tǒng)的設計

李錦屏

摘要：以單片機AT89S52做為主控制器，利用DTMF解碼芯片MT8880對電話線上DTMF信號進行解碼并交付單片機處理，然后通過控制繼電器或者采用紅外線的方式控制家電的開關工作。該系統(tǒng)具有振鈴檢測、電話自動拾機和掛機、密碼驗證、語音提示、繼電器和紅外線搖控等功能。該系統(tǒng)通過軟件硬件整機測試，結果表明系統(tǒng)在工作過程中運行比較穩(wěn)定，達到了預期的效果。

關鍵詞：AT89S52；DTMF；MT8880；單片機

中圖分類號：TP872文獻標識碼：A

1引言

隨著科技的進步以及對生活質量要求的不斷提高，人們對家電的選擇和使用，已經(jīng)從只關心家電的單項功能轉向追求家電的品位和控制的便捷性上來。本文設計的基于DTMF技術的家電遠程控制系統(tǒng),該系統(tǒng)采用電話網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸通道，由于利用電話網(wǎng)進行遠程控制不需要專門布線，且不占用無線電頻率資源，不受距離和環(huán)境影響，可跨省市、甚至跨越國家進行遠程控制[1]，因此是一種很有前景且低成本的家電遠程控制方式。當我們出門在外忘記關電視或者空調，或者當我們下班后想提前打開家中的熱水器時，只要利用身邊的電話通過撥打家中的家電控制系統(tǒng)，然后根據(jù)系統(tǒng)的語音提示進行一步步的操作，就可以實現(xiàn)遠程控制家電的目的。

2 系統(tǒng)硬件電路設計

該系統(tǒng)采用單片機AT89S52做為主控制器，采用ISD4003語音芯片做為語音錄放芯片，采用MT8880解碼芯片做為系統(tǒng)的DTMF（雙音多頻）解碼芯片，采用MAX813L構成看門狗電路，因此硬件電路制作成本相當?shù)土?。該系統(tǒng)采用電話網(wǎng)做為數(shù)據(jù)傳輸線路，同家用固定電話并聯(lián)在一起但不影響電話機的正常使用。該系統(tǒng)具有振鈴檢測、電話自動拾機和掛機、密碼驗證、語音提示、繼電器和紅外線搖控等功能，使用起來相當方便。此系統(tǒng)硬件電路主要包括單片機電路、振鈴檢測電路、電話自動摘掛機電路、DTMF解碼電路、語音電路、繼電器和紅外發(fā)射電路，系統(tǒng)的結構框圖如圖1所示。

圖 1 系統(tǒng)結構框圖

Fig.1 Block diagram of system

3. 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)軟件的設計均采用了模塊化的設計思想。根據(jù)其具體實現(xiàn)的功能，軟件模塊可化分為以下八大模塊：主程序模塊、振鈴檢測計數(shù)模塊、看門狗模塊、電話自動拾機和掛機模塊、雙音頻（DTMF）解碼模塊、語音提示模塊、繼電器控制和紅外線編碼發(fā)射模塊。系統(tǒng)總體流程圖如圖2所示。軟件部分工作的過程是，上電初始化完成之后，當系統(tǒng)檢測到電話線上有鈴流信號時，就會對鈴流信號進行計數(shù)，當響鈴8次時，系統(tǒng)控制繼電器閉合接通線路。線路接通后，語音電路發(fā)出語音提示，用戶聽到提示后，通過電話按鍵發(fā)出DTMF密碼信號，信號經(jīng)過系統(tǒng)解碼后，對其進行判斷密碼是否正確。如不正確，可重新輸入，當輸入次數(shù)超過3次時系統(tǒng)就會自動掛機，并且在等待用戶輸入密碼的過程中，系統(tǒng)會內部計時，超過30秒自動掛機。如果輸入的密碼正確，則發(fā)語音提示，選擇要控制的家電。當系統(tǒng)接收到用戶的按鍵控制信號后，就會控制相應的繼電器開關或者發(fā)出紅外線控制信號對家電進行開機或關機動作。操作完成后，語音反饋操作結果,提示成功或者失敗。

圖2 系統(tǒng)流程圖

Fig.2 Flowchart of the system

4．結 語

該系統(tǒng)基于DTMF編碼采用PSTN電話網(wǎng)作為遠程控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，來完成對居民家中的家用電器進行遠程控制的設計方案，另外采用紅外線通信的方式作為家電無線局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸方式。系統(tǒng)經(jīng)過樣機調試，試驗證明其各項功能完成良好,能夠實現(xiàn)遠程控制家電的目的。系統(tǒng)具有開發(fā)成本低廉、價格便宜、布線簡單、操作方便、安裝靈活和安全可靠的特點，因此可以基本滿足廣大普通百姓對家中家電進行遠程控制的需要。此外由于系統(tǒng)中MT8880芯片也支持DTMF解碼的功能，因此只要對系統(tǒng)稍加更進就可以升級為具有能夠自動撥號預報火警、匪警的家庭安防控制系統(tǒng)。

4．參考文獻

[1] 任晶鈺.國外智能家居住宅布線系統(tǒng)綜述.西北建筑工程學院學報,2000,(3):50-52.

[2] 魯昆生.趙曉剛,孟忠江.MY8880與MCS-51單片機最簡單的接口方法.無線電工程.2000,(2):40-41.

[3] 劉連吉.ISD單片語音錄放器件及電路設計.青島海洋大學學報.1997,3:23-25.

[4] 紀紅.紅外技術基礎與應用.北京:科學出版社,1993.

[5] 何琳琳,張海軍.基于電話網(wǎng)絡的家用電器遠程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].微計算機信息,2006,22(14)：70-73.

[6] 李朝青.《單片機原理及接口技術》（第3版）北京航空航天大學出版社,2005.

[7] 童詩白,華成英編：《模擬電子技術基礎》（第四版）高等教育出版社,2000.

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。